反物质
出版日期:2016-4
ISBN:9787562495564
作者:[英] 弗兰克•克洛斯(Frank Close)
页数:168页
内容概要
弗兰克•克洛斯（Frank Close）
英国人，牛津大学物理学教授，埃克塞特大学研究员，曾任卢瑟福•阿普尔顿实验室的理论物理学部门负责人，曾荣获了大英帝国官佐勋章（OBE）、英国物理学会开尔文奖。他还担任过欧洲核子研究中心公共教育和通讯部的负责人，因其在促进物理学的公众理解和科普写作方面的突出贡献，他获得了英国媒体评出的2007年最佳科普写作奖（“Sygenta Prize”）。他的其他作品有：《路西法的遗产》（2000）、《奥德赛粒子》（2002）、《虚空》（2007）等。
羊奕伟
四川人，博士，毕业于清华大学工程物理系。现就职于中国工程物理研究院，研究领域主要为核物理及高能物理。
书籍目录
1 反物质：真实或者虚幻
1.1 反物质会撞上地球吗
1.2 强大的反物质
1.3 反物质的秘密
1.4 天然反物质
2 物质的世界
2.1 物质和反物质
2.2 光谱和量子电子
2.3 自旋的电子
2.4 E代表爱因斯坦，并且E=mc2
３ 石碑
3.1 保罗•狄拉克
3.2 合二为一
3.3 无限海洋
3.4 什么是正的电子
4 宇宙新发现
4.1 发现正电子
4.2 布莱克特的创造
4.3 地球上的正电子
5 湮灭
5.1 既非物质亦非反物质
5.2 更多反粒子
5.3 夸克和反夸克
5.4 夸克遇上反夸克
6 储存反物质
6.1 无坚不摧
6.2 储存反质子
6.3 潘宁陷阱
6.4 陷阱中的反质子
6.5 反氢和反物质工厂
6.6 正负电子对撞机
7 镜像宇宙
7.1 时光倒流？
7.2 奇异粒子的奇异行为
7.3 不要和反外星人握手
8 万事万物如何存在
8.1 反物质消失之谜
8.2 重演大爆炸
8.3 中微子
8.4 并不完美的启示录
9 揭秘
9.1 反物质迷信
9.2 反物质的威力
9.3 大块反物质
9.4 炫酷的反物质炸弹
9.5 反物质：勇往直前
9.6 反物质：从科幻到现实
9.7 反物质工厂
附录
附录 1 反物质的代价
附录 2 狄拉克密码
尾注
书目
作者简介
◎点破反物质武器幻象
◎解读狄拉克密码
◎科学释疑通古斯大爆炸
◎从科幻到现实的反物质认知之书
黑洞、弯曲时空、奇异粒子、夸克……物理学的所有令人费解的发现中，反物质的存在无疑是最神奇的一个，也给科幻作家们提供了极佳的创作空间。本书就是一本关于反物质相关知识的译著。本书以反物质炸弹为切入点，结合科学实验、实例及现象，用通俗的语言介绍了人类对反物质逐步深入的研究历程，让读者能清楚地了解反物质的存在、产生、湮灭、存储、利用及影响等科学知识，是一部系统而通俗的反物质科普书。
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精彩书评 (总计2条)
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美国作家丹•布朗（Dan Brown）在畅销小说《天使与魔鬼》里，把反物质描述成一种威力极其强大的武器，一点点的反物质就可以把整个梵蒂冈城炸得灰飞烟灭。反物质到底是什么，它为什么有如此可怕的力量呢？英国物理学家弗兰克•克洛斯（Frank Close）在其科普作品《反物质》里给出了答案。反物质由反粒子构成，它是物质的对立面，它同物质的所有方面都完全一致，只是其中原子内部深处的一切都是相反的。当反物质和物质接触时，它们会在一瞬间互相湮灭并释放出巨大的能量。只需1/2克的反物质与物质进行湮灭，释放出来的能量就可以达到广岛原子弹一样的威力，因此发现反物质之后，科学家和军事家一直研究能不能把反物质应用在航天和军事上。科幻小说《星际迷航》里的超级飞船就是用反物质作为能源的。然而，很多人害怕，如果我们拥有生产大量反物质的能力，万一被用来制造反物质武器，是不是就像把瓶中的魔鬼放出来那样，造成无法挽回的后果？要想知道这个令人恐惧的可能性是否存在，我们首先要了解反物质的特性。1932年，美国加州理工学院的卡尔•安德森（Carl Anderson）在保罗•狄拉克（Paul Adrien Maurice Dirac）理论的基础上，发现了正电子——一种带正电的“反”版本电子。它的质量与电子相同，只是所带电荷与电子相反，为正电荷。从此，人类拉开了反物质研究的帷幕。反物质与物质接触而湮灭时会放出禁锢在内的巨大能量，并留下光子这种既非物质又非反物质的东西；反过来，在适当的条件下，光子也会变成一对物质和反物质。科学家相信，宇宙大爆炸之初产生了很多物质和反物质。然而，为什么最后留下来组成我们这个宇宙的只有物质呢？如果物质和反物质是等量产生的，湮灭之后应该什么也不留下来才对啊。他们初步怀疑问题出在中微子上。中微子“与电子类似，可算电子的电中性姐妹”，它的质量几乎为零，不带电，没有内部结构，以接近光速的速度在宇宙中穿行，可自由穿过所有星球，几乎不与任何物质发生作用，号称宇宙间的“隐身人”。美国诗人约翰•厄普代克（John Updike）作了一首关于中微子的诗《宇宙瑕疵》，很形象地描绘出它的特点。中微子，它们非常小。它们无电荷无质量，全然没有相互作用。地球对它们只是一个糊涂的球，它们穿球而过，像尘埃少女穿堂而过，亦如光子通过一片玻璃。它们傲视最精美的气体，忽视最坚实的墙，轻视钢和坚固的黄铜，蔑视马厩中的牡马，藐视种类的障碍，渗透你也渗透我！像巨大又锋利的铡刀，它们铡过我们的头进入地表。晚上，它们进入尼泊尔，从床的下边戳穿情人和他的情侣——你称它奇妙，我称它冷酷。宇宙现存中微子的质量极其微小，一个中微子的质量是一个电子的1/10000。然而，一些科学家推测，在宇宙大爆炸之初，还有一种重质中微子——马约量子跟其它物质一起被创造出来。马约量子会衰变成一个中微子或反中微子，然而，“它的衰亡生成了不等量的中微子和反中微子；在随后的混乱中，中微子和反中微子形成的不对称混合物撞击了各种粒子和反粒子，导致出现的夸克数目超过了反夸克”。夸克和反夸克湮灭，剩下夸克形成我们今天看到的由物质主宰的宇宙。由此，科学家相信，所有的反物质都在约140亿年前消失了。而1908年在莫斯科以东的通古斯河附近发生的疑似反物质撞击地球的例子——通古斯爆炸，最后被科学家证实并非反物质来访地球，而更像是“一颗彗星撞上了大气层，并在远离地表的上空熔化爆炸了”。尽管现在的宇宙中不存在天然反物质，科学家们还是在实验室里陆续发现了除正电子之外的其它反物质。他们于1955年和1956年分别发现了反质子和反中子，并于1995年制造出反氢原子。然而，人类想要把反物质作为武器或能源还是存在很大的困难，主要是反物质的大量生产和储存问题。要生产1克反质子，需要大约1024个粒子，而生产1克正电子，则需要约2*1027个粒子，以我们现在的生产效果，生产1克反物质需要1000万年的时间。此外，储存大块的反物质也是一个难以解决的难题。由于反物质和物质一接触就会互相湮灭，因此储存反物质的容器只能使用由电场和磁场构成的真空容器。如果储存的是正电子或反质子这类带电的反物质，由于带同种电荷的粒子间会互相排斥，当储存的反物质数量足够多时，产生的巨大斥力会使我们很难将它们束缚在电磁场容器内。如果储存的是反氢原子这种不带电荷的反物质，由于电磁场容器只能束缚住带电物质，对反氢原子是完全没有禁锢作用的。因此，以我们现在的科学技术，不管是生产大块反物质，还是储存它们，用来作为超级武器或者能源，都是一个遥不可及的梦。作者在书中还作了一个很有趣的思想实验：假如我们旅行到一个遥远的星球，你不知道这个星球是由物质还是反物质构成，那么你应该怎样跟这个星球的外星人进行交流，以确定你登陆这个星球时不会造成“人星两毁”的悲剧呢？这主要通过电中性的K介子（K0）来识别。K0的质量比质子或反质子的一半略大，衰变时会产生一个既非正电亦非负电的介子，同时还有一个单独的电子或者正电子。长寿命配对的K0在衰变过程中放出正电子的概率略大于负电子：每统计2000个事例，平均有1003个发射正电子，997个发射负电子；相反，反K0衰变时放出电子的概率较大。要确定外星人是不是反外星人，只要跟他确定这个星球上的K0衰变时放出哪种电子的概率较大：如果是正电子，我们就可以放心降落在这个星球上；如果是电子，我们最好赶快离开，切记临走时千万不要和反外星人握手！ -
下午在省图乱翻到这本书，粗略一看觉得写的还不是很枯燥，于是就坐下来慢慢读。真的是慢~慢~读~因为好多专业术语我完全都不知道讲的是啥，一边看一边百度，看了三个多小时才翻了一半儿，大概七十多页，期间还瞌睡了两回
精彩短评 (总计3条)
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不错的科普书，比较简明而且相对全面的阐述了反物质的基础知识。 -
看看 -
肥肠涨姿势的的一本科普书，终于知道什么叫循循善诱卧槽！提出问题，给出假设，再反证假设，得出结论，书的首尾相扣，真李菊福，牛逼！
除了某些地方描述模糊，导致没有相关知识的人可能会一头雾水